施耐德电气VSD产品培训教材

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G3分销商自动化产品培训培训内容变频器基本原理 施耐德变频器概述总结和答疑 培训内容变频器基本原理

施耐德变频器概述 总结和答疑 变频器基本原理旋转电机的分类：直流电机交流电机交流异步电机，又称感应电动机交流同步电机，有同步电动机和同步发电机之分目前工厂中小型电机绝大多数是异步电动机直流电机用于大功率驱动，但有被取代的趋势异步电机制造成本低，维护方便，控制简单变频器基本原理电机转速的公式：式中：n1为电机的同步速例如：对于工频50Hz电源供电的异步电机，2极，4极，6极电机的同步转速分别为3000rpm,1500rpm,1000rpm。实际异步电机的额定转速通常为29**rpm，14**rpm，9**rpm，7**rpm，与同步速之间的差别即为滑差。同步电机没有滑差，也就是转子（永磁磁体）转速与定子磁场保持相同。变频器基本原理从以上公式看，调节转速的最佳方法是调节供电电源的频率。调节供电电源频率的装置就称为变频器。用变频器调速的优势是控制简单，稳定性好，效率高。变频器的英文标识为VSD,VFD,Converter,Inverter,SpeedDrive等等实际也称为VVVF：即VariableVoltageVariableFrequency,原因是在改变电源频率的同时，必须保证供电电压同时改变。变频器基本原理标准低压变频器的结构是交直交电压型的。进线端子EMC滤波器整流桥储能电容预充电回路制动晶体管制动电阻及其保护逆变桥电流互感器出线端子变频器的主回路—进线变频器的进线电源可以是三相380-500V，或三相200－240V，也可以是单相200－240V；也可以是690V。电源电压在690V以下称为低压变频器，1000V以上称为中压或高压变频器。进线电源的相序不影响电机的转向。变频器的整流回路—整流桥大多数变频器采取三相全波整流，整流器件为功率二极管。三相全波整流获得的直流输出电压为进线电压有效值的1.35倍，例如电网电压为400V，则这时直流母线电压为540V左右。但随着负载的波动，直流母线电压也会波动。预充电电阻和预充电接触器上电瞬间，整流桥输出端将产生峰值1.414U的电压，对储能电容快速充电。为了保护储能电容，需要在直流母线中串联一个电阻。在变频器上电时，整流桥通过该电阻向整流桥充电，充电结束后，用接触器将该电阻旁路掉。该电阻称为预充电电阻，该接触器称为预充电接触器或预充电继电器。变频频器器的的储储能能电电容容变频频器器运运行行过过程程中中需需要要相相对对稳稳定定的的直直流流母母线线电电压压，，用用储储能能电电容容保保证证。。该电电容容的的形形式式为为电电解解电电容容，，对对于于中中大大功功率率变变频频器器，，需需要要将将多多个个电电容容并并联联。。当变变频频器器处处于于过过载载的的过过程程中中，，瞬瞬间间会会把把直直流流母母线线电电压压拉拉低低；；处处于于发发电电（（制制动动））过过程程中中，，瞬瞬间间会会升升高高直直流流母母线线电电压压，，若若太太高高变变频频器器则则停停止止输输出出。。有些些应应用用中中，，为为了了提提高高变变频频器器的的动动态态能能力力，，或或者者在在断断电电瞬瞬间间保保持持变变频频器器斜斜坡坡停停车车，，需需要要外外加加蓄蓄电电池池或或电电容容，，需需要要考考虑虑回回路路其其它它部部件件的的承承受受能能力力。。直流流电电抗抗器器直流流电电抗抗器器是是串串联联在在直直流流中中间间回回路路的的一一个个或或两两个个扼扼流流圈圈,因因其其通通过过的的电电流流为为直直流流电电流流,故故亦亦成成为为直直流流扼扼流流圈圈.直流流电电抗抗器器的的作作用用是是抑抑制制变变频频器器的的进进线线电电流流谐谐波波,从从而而减减少少对对电电网网的的污污染染.通常常采采用用适适当当大大小小的的直直流流电电抗抗器器,即即可可使使变变频频器器的的谐谐波波污污染染减减少少到到符符合合标标准准,这这是是一一种种低低成成本本的的方方案案.制动单元和制制动电阻制动单元是一一个或一组晶晶体管,与制制动电阻串联联之后,接在在直流母线上上.当直流母线电电压超过某规规定电压时,制动晶体管管导通,直流流母线电容和和电机向制动动电阻释放能能量.使直流流母线电压降降低,降低到到另一规定电电压后,制动动晶体管截止止.所以制动动电阻的作用用是能耗制动动.图中Tfr为为制动晶体管管,PA-PB连接制动动电阻。变频器的主回回路–逆变变桥逆变桥是变频频器的核心部部分,其作用用是将直流电电压通过6个个桥臂可控硅硅的反复轮流流通断形成所所需要的幅值值和频率变化化的三相交流流输出电压.逆变桥的桥臂臂的可控硅的的类型主要是是IGBT——绝缘珊双极极型晶体管.变频器的输出出波形输出电压波形形为脉冲波，，其形成机制制称为脉宽调调制技术输出电流波形形接近正弦波波，谐波成分分为导致变频频器输出干扰扰的主要原因因。开关频率的概概念和影响。。恒转矩区与恒恒功率区T/Tn1.751.701.501.2510.950.750.500.2500.10.1253050607590100120F(Hz)23141 自冷却电电机:

连续续可用转矩2强迫通风电机机:

连续可可用力矩3瞬态过转矩(对变转矩矩应用限制为为1.1Tn)4恒功率段的超超速力矩负载类型变频器的选型型和应用,首首先要考虑虑的就是负载载的类型负载可以分为为三大类恒转矩负载例如输送带,提升,钻床床,挤出机,容积泵变转矩负载例如离心风机机,离心泵泵恒功率负载例如磨床,高高速车床,绕线筒等等根据不同的负负载类型,以以及其它功能能和性能的要要求,选择对对应系列的变变频器恒转矩负载在整个运行的的速度范围内内,需要相同同大小的负载载当转速变化时时,负载转矩矩保持不变所需功率与转转速成正比通常转速限制制在基本频率率以内变转矩负载负载转矩是转转速的函数:在低速下需需要较小的转转矩,而在在高速下需要要较大的转矩矩只有两类典型型的负载:离离心泵和离心心风机额定转速以下下设备产生的流流量与泵或风风机的转速成成正比设备产生的压压力与泵或风风机转速的平平方成正比设备消耗的功功率与泵或风风机转速的立立方成正比变转矩负载对于变转矩的的离心风机和和泵,所需功功率与流量成成正比是节能能的原理所在在.当所需的流量量为额定流量量的一半时,意味着所需需要的功率仅仅仅为额定功功率的八分之之一.成年累月地积积累下来,形形成巨大的节节能潜力.恒功率负载通常恒功率段段是指在电机机的基本频率率之上对于一个恒功功率负载,实实际上负载转转矩是负载物物理尺寸的函函数在转速较低时时需要的转矩矩较高,在转转速较高时,需要的转矩矩较低.负载转矩与转转速成反比,其乘积,亦亦即功率为恒恒定值,称为为恒功率负载载.变频器对电机机有多种控制制模式不同的控制模模式可以使变变频器适用于于各种类型的的电机和机械械，可以获得得不同的静态态和动态性能能电机控制模式式包括：开环V/F模式（压频比比模式）开环磁通矢量量控制模式（（SVC）闭环速度控制制模式（FVC）转矩控制模式式（TC）同步电机控制制模式（开环环和闭环）电机控制模式式培训内容变频器基本原原理施耐德变频器器概述总结和答疑施耐德变频器器概况ATV3120.37~15KWATV61风机泵类变频频器ATV12ATV71高力矩应用变变频器ATV21（（HVAC专用0.37~75KW15kw2.2kw1400kw630kw500kw75kw7.5kwATV3020.37kW~7.5kW广泛的行业应应用OEM相对简单应用用复杂高要求ATV32高端书本型0.18~15KWATV312小功率通变频频器操控自如，沟沟通无界应用于0.18—15KW三相异步步电动机的通通用型变频器器最简单操作方方式：自带7段码操作与监监视界面LED明晰的参数菜菜单立即配置控制制源和给定源源最实用标准配配置：6逻辑输入，2继电器输出，，3模拟输入，1模拟量输出，，均可编程和和配置内置制动单元元带本地控制起起停按钮和电电位器旋钮通讯协议：自带MODBUS和CANOPEN接口，无需添添加其他卡件件。可通过选件连连接到其他通通讯总线提升通讯能力力：CANopen菊花链,ProfibusDP，，DeviceNet；；简约的用户界界面:通过手机进行行参数配置(Bluetooth®)直观的导航按按键，图形操操作终端自身面板操作作强大而丰富的的功能-针对对应用开发的的特定功能通过自整定实实现优化的特特性ATV312小功率通变频频器操控自如，沟沟通无界关注性能在工业环境中中简单而紧凑凑的机械中；；关注集成在设备的PLC构架中；关注人与变频频的互动通用的人机界界面实现沟通通；蓝牙通讯关注环境性能能关注用户友好好提升用户操作作性能ATV312小功率通变频频器操控自如，沟沟通无界简化操作为为了提提升机器的性性能应用于0.18—15KW三相异步步电动机的通通用型变频器器驱动能力：频率范围：0.5～500HZ瞬时过力矩：：170%60秒--200%2秒电机额定定转矩制动能力：连连续输出100%电机转矩，可可过载150%60秒适用行业：-物料处理-包装-专用机械-泵和风机ATV312小功率通变频频器操控自如，沟沟通无界ATV302小型通用变频频器聪慧于心稳稳健于行应用于0.37—7.5KW三相异异步电动机的的通用型变频频器最典型功率段段：0.37—7.5KW最简单操作方方式：自带7段码操作与监监视界面明晰的下拉菜菜单立即配置控制制源和给定源源最实用标准配配置：6逻辑输入，2继电器输出，，3模拟输入，1模拟量输出，，均可编程和和配置内置制动单元元带本地控制起起停按钮和电电位器旋钮ATV302小型通用变频频器聪慧于心稳稳健于行应用于0.37—7.5KW三相异异步电动机的的通用型变频频器最通用功能：：8段预置速PI调节寸动各种停车方式式最皮实环境承承受能力：全范围电路板板加强涂层（（防水雾，防防尘土，防腐腐蚀）-10--+50满负荷运行，，可高至＋60降容使用可并排安装电源电压：380-15%--500+10%ATV302小型通用变频频器聪慧于心稳稳健于行应用于0.37—7.5KW三相异异步电动机的的通用型变频频器最佳驱动能力力：速度范围：1:100（矢量控制）），1:50（V/F控制）瞬时过力矩：：170%60秒--200%2秒电机额定定转矩制动能力：连连续输出100%电机转矩，可可过载150%60秒最适用机械配配套行业：陶瓷，玻璃，，木工等建材材机械铣刨磨锻冲钻钻等机床工具具波峰焊，电镀镀，PCB等电子机械包装，印刷，，食品，塑机机等轻型机械械ATV302小型通用变频频器聪慧于心稳稳健于行内在价值优势IGBT器件件电压宽度工作温度加强涂层工艺艺参数设置内部元器件货期服务同级别最高过过转矩能力最广电压（380V~500V）最宽温度（-10℃~+50℃）适应各种环境境可靠运行简捷、浅显品质优异，稳稳定可靠4大物流中心心库存，货期期迅捷全国快速响应应出力到位，源源源不断适合各种电源源不稳定地区区高温不降容，，系统运行稳稳定促进客户产品品环境适应能能力，增加附附加值加快调试，赢赢得时间稳固寿命，长长期运行，节节省成本帮助节约工期期、提高效率率，赢得竞争争帮助提升客户户品牌形象ATV302的客户价值ATV61/71功率范围ATV61/71覆盖的的电机功率范范围从0.75KW至630KW560/KW，690v系列可达2400KW/2000KW三个子系列：：0,75--->630kW380/480V;ULType1/IP20电压380V三相0,75--->90kW200/240V;ULType1/IP20电压220V三相0,75--->90kW380/480V;ULType12/IP54电压380V三相，高防护护等级IP54所有规格均标标配图形操作作终端ATV61/71的75KW以下规规格还可以带带有个4位7段码显示单单元，订货时时可带图形操操作终端，也也可不带图形形操作终端（（型号后带Z）。ATV71/61通用&工程型变频器器强势驱动纵纵横驰骋ATV61/71环境适应环境温度：运行：-10C--+50C,不降容，最高高可达60C,降容可紧凑式并排排安装，考虑虑降容储存：-25C--+70C相对湿度：5--95%，无凝露或或滴水最大工作高度度：1000米，，不降容1000-3000米，，没升高100米，降容容1％所有规格的线线路板带有三三防涂层，还还可以定购带带加强涂层的的产品6种语言，中文作为标准准语言可以显示8行24个个字符通过导航键设置菜单导航航显示参数变化和状态本地控制控制诊断：保留最近发生生的8次故障障存储和拷贝4套配置功能键多变频的操作方方式用户自定义菜单或参数中文图形操作作终端ATV61/71电磁兼容性和和谐波对策为了减少变频频器的电流谐谐波污染，ATV61/71采取措措施削弱：ATV61(71)HD18…HD75N4内置DC电抗器，使进进线电流限制制在输出电流流的1.1倍倍以内。若外外加DC电抗器或AC进线电抗器选选件，可以限限制THDI<33%ATV61(71)HD90…HC63N4标配DC电抗抗器，限制THDI<33%若需要整体满满足电网质量量标准IEEC519，可选用正弦波波滤波器附件件。P(kW)15kW75kW500kW可选3%电电抗器ATV12ATV312ATV71ATV71可选3%电抗器ATV71集成3%电电抗器Irms减少60%THD<=48%符合标准内置1%电电抗器Irms减少30%ATV61风机泵类应用用专用功能可调节能比，，2点或5点点平方V/F曲线带有速度检测测的自动跟踪踪旋转负载根据不同转速速的电流限幅幅自适应内置PID调节器，灵活活的给定，反反馈，监视和和诊断以及手手动/自动切切换电能计数和运运行时间计数数流体缺失检测测，零流量检检测，流量限限制休眠功能和唤唤醒功能物理量显示的的客户定制：：如bar,l/s,C，m3/s等通过调整开关关频率（最高高可达16KHz),可可以有效地抑抑制电磁噪声声和谐振，开开关频率的调调整可以在运运行中调整，，也可以根据据负载情况和和电机热状态态自动随机调调节。

水处理地铁隧道机场ATV71应用行业专用用功能完美的抱闸控控制逻辑，制制动状态反馈馈基于限位开关关管理的定位位高速提升和称称重功能直流母线连接接电动电位器与与围绕给定的的电动电位器器完善的PID调节转矩控制，主主从控制和负负荷分配线路接触器控控制和出线接接触器控制，，接触器状态态反馈5种电机控制制模式，ENA系统故障禁止和紧紧急撤离欠压管理和直直流母线供电电冶金电力ATV61/71人机接口标准配置远程程操作终端18.5KW(ATV61)/15KW(ATV71)以以下，还集成成一个4位7段码显示终终端基于Windows界面的PowerSuite软件直接连接Ethernet网络连接Modem或蓝牙无线连连接快速编程宏配置：起动动-停止，泵泵和风机，总总线连接，PID调节等(ATV61)；起动-停止，，一般应用，，主从控制，，总线连接，，转矩控制，，提升等(ATV71)“简单启动””菜单分级结构下拉拉菜单直接访问参数保存和拷拷贝ATV61/71系统集成及通通讯集成了两个Modbus或CANopen端口可以集成于主主流工业通讯讯网络EthernetTCP/IPFipioModbus/UnitelwayModbusPlusProfibusDPDeviceNet控制部部分可可以独独立供供电，，保证通通讯的的连续续性ATV61/71控制端端子本体控控制端端子6个可可编程程逻辑辑输入入源型/漏型型/悬悬浮可可设定定LI6可设置置为PTC输入2个可可设定定模拟拟输入入AI1为+/-10V输入AI2为0/10V,x-ymA输入2个可可编程程继电电器输输出1个可可